Silicio mikroschemoje sukurtas vieno atomo kvantinis kompiuteris


Australų inžinierių komanda paskelbė, jog sukūrė pirmą veikiantį kvantinį kubitą, kurį sudaro vienas vienintelis fosforo atomas, integruotas į visiems įprastą silicio mikroschemą. Pastarojo pasiekimo ištakos siekia dar 1998 m., kai profesorius Bruce Kane iš Pietų Velso universiteto publikavo straipsnį, pasakojantį apie tai, kaip būtų galima integruoti į visiškai švarų, be jokių priemaišų silicį fosforo atomą. Ir štai praėjus keturiolikai metų idėja tapo kūnu, praneša portalas Extremetech.

„Kvantinės mikroschemos“ sukūrimui inžinieriams prireikė silicio tranzistoriaus, tačiau tokio mažo, jog elektronai jame tiesiog „kvėpuoja vienas kitam į nugarą“. Vėliau šalia tokių elektronų buvo patalpintas fosforo atomas. Elektros srovė pereina per tranzistorių tik tuo atveju, jei vienas iš fosforo atomo elektronų patenka į silicio tranzistoriaus vidų. Tokiu būdu, kontroliuojant fosforo elektronus, galima valdyti ir per tranzistorių tekančią elektros srovę.

Kad būtų galima kontroliuoti fosforo atomo elektronus, reikia pakeisti jų impulso momentą. Šiuo atveju tai pasiekiama nedidelės mikrobangų spinduliuotės dozės dėka. Kai fosforo atomas yra savo bazinėje būsenoje, tranzistorius laikomas uždarytu, arba saugančiu reikšmę „0“. Po poveikio mikrobangomis elektronai keičia orientaciją erdvėje, vienas iš jų patenka į tranzistorių; po šio įvykio jis laikomas įjungtu, arba turinčiu reikšmę „1“.

Skirtumas tarp šio ir prieš tai buvusių tyrimų yra tas, jog čia naudojama įprasta silicio mikroschema. Tai reiškia, jog nebereikia leisti milijardus dolerių ir daugelio metų tam, kad „kvantiniai procesoriai“ būtų sukurti iš naujo. Kartu atsiranda viltis, jog komercinis kvantinių kompiuterių naudojimas prasidės anksčiau, nei mes galėjome tikėtis.

Tikimasi, jog perėjimas prie kvantinių kompiuterių atneš naudos mažiausiai trijose sferose: tai informacijos paieška milžiniškose duomenų bazėse, duomenų šifravimas ir dešifravimas, taip pat atominių struktūrų (tokių kaip biologinės molekulės) modeliavimas. Visai tikėtina, jog atsiras ir kitų sričių, kurių, esant dabartiniam kompiuterių išsivystymo lygiui, net neįmanoma numatyti.

Komentuoti nebegalima


Kitos kategorijos naujienos